Исследования системы регулирования энергоблока паровой котел – турбина, страница 3

  -8.3333 - 0.0000i

  -0.2222         

>> zero(w)

ans =

   Empty matrix: 0-by-1

>> nyquist(w)

 

          Рисунок 5 -  Годограф Найквиста разомкнутой системы

Годограф Найквиста не охватывает точку (-1;j0).

Значит, система регулирования давления пара в замкнутом состоянии будет устойчива, т. к. корни полинома разомкнутой системы находятся в левой части комплексной плоскости и годограф Найквиста не охватывал точку (-1;j0).

1.6 Построение переходной функции и амплитудно – частотной

    характеристики

          Для определения различных показателей качества необходимо построить переходную функцию и амплитудно – частотную характеристику.

          Переходным процессом называют изменение во времени состояния параметров системы с момента появления управляющего или возмущающего момента на систему находившуюся в установившемся состоянии.

          Переходная функция системы h(t) – это функция определяющая изменение выходной величины системы, при подаче на вход единичного ступенчатого воздействия.

Переходная функция системы регулирования давления пара будет иметь вид:

          Рисунок 6 - Переходной процесс системы регулирования давления пара

          Для построения амплитудно – частотной характеристики (АЧХ) необходимо заменить в передаточной функции замкнутой системы оператор р на j*.

          АЧХ будет иметь вид:

          Рисунок 7 - АЧХ системы регулирования давления пара

          1.7 Определение показателей качества системы

          Для определения прямых оценок качества системы воспользуемся переходным процессом (рисунок 6)

-  Время регулирования – это время регулирования, за которое переходной процесс выходит в 5%-трубку.

t_р=27 с

-  Время первого согласования – это время, за которое система в первый раз достигает установившегося состояния.

t_с=7 с

-  Время нарастания – это время, при котором выходная величина достигает максимального значения.

t_н=10 с

-  Перерегулирование, которое определяет отклонение регулируемой величины от установившегося значения (динамическая ошибка системы).

 (монотонный процесс)

-  Колебательность – это число колебаний системы от момента воздействия на нее до перехода в установившееся состояние.

n=1

          Для определения косвенных оценок качества системы воспользуемся АЧХ системы (рисунок 7).

-  Частота среза – это частота, при которой амплитуда равна единице.

0,1 с^-1

-  Резонансная частота – это частота, при которой амплитуда имеет максимальное значение.

0 с^-1

-  Максимальное значение амплитуды:

-  Амплитуда при нулевой частоте:

А(0)=1,2

-  Показатель колебательности:

-  Полоса пропускания:

-  Время регулирования:

                 с

                 с

125,6 c<t_p<0 c

          1.8 Построение логарифмических частотных характеристик системы, оценка запасов устойчивости

          С помощью логарифмических частотных характеристик исследуется устойчивость замкнутой системы. Построение ЛАЧХ и ЛФЧХ ведется для разомкнутой системы, которая имеет передаточную функцию:

          ЛАЧХ и ЛФЧХ систем изображены на рисунке 8.

 

          Рисунок 8 -  ЛАЧХ и ЛФЧХ системы

          Запас устойчивости по амплитуде составляет 39,3 дБ.

          Запас устойчивости по фазе бесконечен.

          Вывод: Анализ линейной части системы регулирования давления пара перед турбиной энергоблока показывает, что при заданных параметрах система устойчива с большим запасом устойчивости по амплитуде. Запас устойчивости по фазе бесконечен.

          2. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНОЙ СИСТЕМЫ

              2.1 Преобразование нелинейной системы

          Заменим второе звено (электро - механическая задвижка) линейной части системы регулирования давления пара  на нелинейный элемент. На рисунке 9 изображена структурная схема с нелинейным элементом

 

          Рисунок 9 - Структурная схема с нелинейной системы регулирования

          Для построения фазового портрета структурную схему преобразуем так, чтобы нелинейный элемент и линейная часть были соединены последовательно.